技术领域
[0001] 本发明属于钻井提速工具技术领域，具体的说是一种钻井提速工具及使用方法。
相关背景技术
[0002] 在钻井过程中，地面设备通过钻杆将扭矩和钻压传递给钻头，使钻头在井底旋转并破碎岩石。同时，钻井液通过钻杆和钻头的内部通道进入井眼，冷却钻头、清洗井底、携带岩屑返回地面。
[0003] 钻井过程中随着地层埋深增加，岩石受压实的程度也会增加，此时，地层岩石的硬度、可钻性、研磨性等因素直接影响钻头的破碎效率(例如，硬岩层、含钙质胶结的地层或砾岩地层等)，即使钻头旋转速度正常，也可能因为地层条件的限制而导致钻井效率降低。
[0004] 为此，本发明提供一种钻井提速工具及使用方法。
具体实施方式
[0037] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0038] 实施例一：如图1至图6所示，本发明实施例所述的一种钻井提速工具，包括连接杆1、钻头2以及位于连接杆1内部的用于输送钻井液的输送管3；
[0039] 连接杆1上连接动力装置，用于控制连接杆1转动，连接杆1会同步带动钻头2转动，当钻头2放入钻井内时，便可进行钻井工作，连接杆1的内部设置的输送管3可将钻井液输送至钻头2内，用于对钻头2进行冷却以及对钻头2的表面进行洗刷。
[0040] 还包括锤击头18，锤击头18滑动安装在连接杆1的内部，用于对钻头2进行锤击；
[0041] 锤击头18位于连接杆1的内部，当锤击头18朝向钻头2的方向滑动时，便可对锤击头18进行敲击，对钻井的钻头2施加一定的作用力，进一步提高钻头2钻井的效率。
[0042] 阻隔板7，固定安装在连接杆1的内部，通过阻隔板7与锤击头18形成气压腔室8；
[0043] 阻隔板7的外壁与连接杆1的内壁贴合，锤击头18靠近阻隔板7的一端与连接杆1的内壁贴合，因此阻隔板7与锤击头18之间形成的气压腔室8便是处于密封状态。
[0044] 气控组件，设置在连接杆1的内部，用于对气压腔室8内填充气体；
[0045] 通过设置的气控组件可对气压腔室8的内部进行充气，使气体在气压腔室8的内部进行压缩。
[0046] 限位组件，设置在连接杆1的内部，用于限制锤击头18的滑动；
[0047] 通过限位组件可以限制锤击头18的移动，当锤击头18无法滑动时，此时气压腔室8内的容积便不会出现变化，通过气控组件对气压腔室8内输送气体，便可使气体在气压腔室8内进行压缩。
[0048] 复位组件，设置在连接杆1的内部，用于将锤击后的锤击头18拉回复位。
[0049] 通过限位组件解除对锤击头18的限位时，此时锤击头18便可在气压腔室8内的压强下，朝向钻头2的位置移动，并且对钻头2进行锤击，通过锤击的力量可以提高钻头2钻井的效率，随后再通过设置的复位组件将锤击头18拉回复位。
[0050] 作为本发明中优选的实施例，气控组件包括进气管23、出气管17、活塞筒16、活塞6以及传动组件，活塞筒16转动安装在连接杆1的内部，进气管23与出气管17均设置在活塞筒16上，出气管17的一端贯穿阻隔板7与气压腔室8连通，活塞6滑动安装在活塞筒16的内部，传动组件设置在连接杆1的内部，用于控制活塞6的滑动；
[0051] 出气管17与进气管23上均设置有单向阀。
[0052] 连接杆1上开设有进气口，进气管23通过进气口将连接杆1外的空气吸入。
[0053] 进气管23上设置的单向阀可以阻止活塞筒16内的气体流出，出气管17上设置的单向阀可以阻止外界的气体进入活塞筒16的内部，因此当活塞6在活塞筒16的内部往复滑动时，便会使得进气管23将外界的空气吸入活塞筒16内，随后再通过出气管17将进入活塞筒16的气体输送至气压腔室8内，使气体在气压腔室8内进行压缩。
[0054] 作为本发明中优选的实施例，传动组件包括滑杆15、传动杆13以及叶轮14，叶轮14固定安装在传动杆13的外壁，传动杆13与滑杆15通过螺纹连接，滑杆15远离传动杆13的一端延伸至活塞筒16的内部并与活塞6固定连接。
[0055] 当钻井液通过输送管3进入连接杆1的内部时，通过钻井液冲击叶轮14可以带动传动杆13进行转动，传动杆13的内部设置有往复螺纹槽，因此在传动杆13转动时，便会带动滑杆15在传动杆13的内部往复滑动，同时带动活塞6在活塞筒16的内部往复滑动，通过进气管23与出气管17的配合，便可对气压腔室8的内部进行充气。
[0056] 作为本发明中优选的实施例，限位组件包括插接槽20和插接杆19，插接杆19弹性安装在连接杆1的内壁，插接槽20开设在锤击头18的侧壁，插接杆19设置为C字形，插接杆19的一端延伸至气压腔室8，另一端延伸至插接槽20的内部。
[0057] 当插接杆19的一端插入插接槽20时，此时的锤击头18便会被限制移动，当插接杆19从插接槽20内抽出时，便可解除对锤击头18的限制，此时锤击头18可以在气压的作用下弹出，并对钻头2进行锤击。
[0058] 插接杆19靠近锤击头18的一端倾斜设置，当锤击头18复位时，可以挤压插接杆19便于锤击头18与插接杆19重新插接。
[0059] 当气压腔室8内的气压不断增加时，便会推动进入气压腔室8的插接杆19，使其挤压弹簧并朝向连接杆1的内壁收缩，同时带动插接杆19的另一端从插接槽20的内部抽离，从而解除对锤击头18的限位。
[0060] 作为本发明中优选的实施例，复位组件包括转筒21、拉绳22和中空设置的连接板11，连接板11固定安装在连接杆1的内部，并位于气压腔室8的内部，转筒21弹性安装在连接板11远离阻隔板7的一端，拉绳22的一端与转筒21的外壁固定连接，另一端与锤击头18固定连接。
[0061] 转筒21的两侧设置有安装架，安装架与连接板11固定连接，转筒21转动安装在两个转筒21之间，转筒21通过卷簧与安装架连接，当插接杆19与插接槽20插接时，此时卷簧没有形变，转筒21也会对拉绳22进行收卷，当插接杆19与插接槽20分离后，锤击头18会在气压的作用下朝向钻头2的位置滑动，同时带动拉绳22时转筒21进行放卷，此时卷簧也会形变并储存弹性势能，直至锤击头18将气压的推力消耗殆尽，此时卷簧可以释放弹性势能，带动转筒21收卷，在拉绳22的作用下将锤击头18拉回复位，同时使插接杆19重新进入插接槽20内。
[0062] 作为本发明中优选的实施例，连接杆1的内部固定安装有透水板12，连接杆1的内腔通过透水板12分为第一腔室9和第二腔室10，传动杆13贯穿透水板12并转动连接。
[0063] 输送管3会将钻井液输送至第一腔室9的内部，并推动叶轮14转动，通过设置的透水板12将水输送至第二腔室10的内部，通过设置的透水板12可对传动杆13的滑动进行限制。
[0064] 作为本发明中优选的实施例，连接杆1的内部固定安装有限位环4，限位环4设置在出气管17的下方。
[0065] 通过设置的限位环4可对锤击头18的最大滑动行程进行阻挡。
[0066] 作为本发明中优选的实施例，连接杆1上设置有连通管5，连通管5的一端延伸至第二腔室10的内部，另一端延伸至钻头2的内部；
[0067] 作为本发明中优选的实施例，连接杆1上设置有排气管24，排气管24的一端位于气压腔室8的内部，另一端延伸至钻头2的内部，并固定安装有单向阀。
[0068] 当插接杆19与插接槽20插接时，此时锤击头18会对排气管24的一端进行封堵，当插接杆19从插接槽20中抽离时，此时锤击头18会在气压的作用下朝向钻头2的位置滑动，此时锤击头18便会解除对排气管24的阻挡，气压腔室8内部的气体便会通过排气管24进入钻头2的内部排出，排气管24上设置的单向阀可以有效的阻止钻头2内的钻井液进入排气管24中。
[0069] 如图7所示，一种钻井提速工具的使用方法，该方法采用上述的一种钻井提速工具，包括以下步骤：
[0070] S1：首先，将钻头2放入钻井内工作，通过输送管3将钻井液输送至第一腔室9内，并通过叶轮14带动传动杆13转动，使活塞6将气体输送至气压腔室8的内部进行压缩；
[0071] S2：其次，通过气压推动插接杆19移动，使插接杆19从锤击头18上的插接槽20中脱离，通过气压推动锤击头18锤击钻头2；
[0072] S3：最后，通过转筒21转动复位，对拉绳22进行收卷将锤击头18收回复位。
[0073] 工作原理：通过钻井液冲击叶轮14带动传动杆13转动，滑杆15在传动杆13的内部往复滑动，同时带动活塞6在活塞筒16的内部往复滑动，通过进气管23与出气管17的配合，便可对气压腔室8的内部进行充气，当气压腔室8内的气压不断增加时，便会推动进入气压腔室8的插接杆19，使其挤压弹簧并朝向连接杆1的内壁收缩，同时带动插接杆19的另一端从插接槽20的内部抽离，从而解除对锤击头18的限位，此时锤击头18在气压的作用下，会朝向钻头2的方向滑动，通过对钻头2的锤击，可以提高钻头2钻井的效率。
[0074] 通过插接杆19解除对锤击头18的限位，锤击头18会在气压的作用下朝向钻头2的位置滑动，同时带动拉绳22对转筒21进行放卷，此时卷簧也会形变并储存弹性势能，直至锤击头18将气压的推力消耗殆尽，此时卷簧可以释放弹性势能，带动转筒21收卷，在拉绳22的作用下将锤击头18拉回复位，同时使插接杆19重新进入插接槽20内，通过往复控制锤击头
18锤击钻头2，可以进一步的提高钻井的效率。
[0075] 上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
[0076] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0077] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
